基于PIC6F630的監區哨位報警控制系統設計

楊波

【摘要】 近年來，監獄罪犯脫逃的報導不時見于報端，防逃制逃的形勢越來越嚴峻，給武警哨兵執勤工作帶來了很大的壓力。本文設計的監區哨位報警控制系統，是執勤工作信息化的一項重要舉措，對防止罪犯逃脫具有重要意義。

【關鍵詞】 單片機 報警 系統

一、引言

監獄是關押和改造犯人的重要場所，安全是第一要保證的，既要保證犯人在監區安心服刑，也要保障武警哨兵的安全以及監區的安全穩定。通過安裝哨位報警設備，可有效的加強對服刑人員的管理，直觀及時的反映監區的現場情況，增強安全保障措施，是執勤信息化管理的有力工具。

在信息化高速發展的今天，網絡化、智能化是監獄系統的新要求，也是充分發揮報警系統的作用，實現“向科技要戰斗力”的途徑。正如中國科學院自動化所陳龍研究員在第三屆中國安防論壇上所說：“安防系統要與時共進”，“網絡化與智能化” 是監獄報警系統的必然選擇。監區哨位報警控制系統是用于監獄、武警中隊的執勤哨位發生突發事件時，緊急狀況下的報警裝置。接收主機以PIC微處理器為控制核心，10個無線防區、自動對碼技術、蜂鳴器報警、LCD液晶顯示。采用二次變頻處理技術，無線接收靈敏度高，有效距離可達2000多米。報警分機安裝在中隊值班室，出現緊急狀況時，報警分機向接收主機發送無線信號，主機收到報警信號后，立即啟動蜂鳴聲并語音撥號到預先設定的固定電話上，接收主機可通過RS232串口與控制電腦聯接，并以動態地圖的方式顯示事發地點。

二、系統設計

報警控制系統主要功能是控制六路探測系統的狀態顯示、蜂鳴器、向探測系統發送故障診斷信號和向VCU發送報警信號等。系統可分為五個功能模塊，如圖1所示。

2.1 處理器在線編程電路模塊

單片機正常運行所需要的配套電路，如在線編程接口，上電復位電路等。

2.2 電源變換電路

鑒于數字信號抵抗環境噪聲的優越性，幾乎全部處理數字信號的控制系統的設計不再采用價格昂貴的電壓轉換芯片，而是采用三極管、穩壓管等電子元件搭建，性價比高。

2.3 LED指示邏輯電路

為增加系統響應速度，用于顯示報警控制系統工作狀態的LED燈模塊由探測系統的信號直接控制，而不是由控制板上的MCU（中央控制系統）控制。控制系統上共有6路共18個LED燈，每路有黃、紅、綠三種顏色，其中黃燈代表故障、紅燈代表哨位警報、綠燈代表正常運行。

2.4 蜂鳴器驅動電路

考慮單片機端口帶負載能力有限，設計乙類推挽功率放大電路，并采用矩形波驅動峰鳴器形式，使得報警時蜂鳴更加刺耳響亮。

2.5 VCU控制電路

當有探測系統發現報警時，報警系統向VCU輸出報警信號。該報警信號可以通過總線傳送到控制與監控中心，設計采用單片機控制繼電觸點的方式實現。

三、程序編制

報警控制系統選用芯片PIC6F630作為MCU，其內部集成高精度4MHz振蕩器；12個具備獨立方向控制功能的I/O引腳具有很強的帶負載能力；采用14引腳封裝，占用PCB面積小；同時，ICSP編程接口和軟件開發環境兼容PIC16F876A，有效地簡化了控制系統結構設計。組件技術將先進的控制算法做成許多基本的控制算法模塊組件，如驅動組件、PID組件、模糊組件等。在實際的應用中，把這些基本控制算法模塊組件進行多種組態，形成具體的控制回路。系統示意圖如圖2所示。

3.1 報警信號處理模塊

報警信號處理模塊的功能是根據各路探測系統的報警狀態的變化判斷是否驅動蜂鳴器報警或取消報警。程序在該模塊中使用一個數組來分別標志6個探測系統的報警狀態，數組中變量不同的值表示不同的含義：0表示對應探測系統上次被掃描時無報警信號；1表示探測系統正處于報警狀態，并發出過警報；2表示探測系統正處于報警狀態，但已經消音。當檢測到探測系統信號后，報警信號處理模塊根據探測系統報警狀態進行相應的處理并將報警狀態更新。

3.2 PID調節模塊

在控制過程中，PID控制器是應用廣泛的一種自動控制器。它具有原理簡單、易于實現、適用面廣的優點。因此在組態軟件中，PID是一個單獨的控制模塊。并且，PID調節模塊還可以變成3個獨立的模塊（比例、積分、微分模塊）。在應用中可以有多種組合，方便靈活。

3.3 模糊控制模塊

模糊控制模塊由隸屬度函數設計與規則庫設計兩部分組成，其模塊類似于Matlab中的模糊控制箱。不同的是，此處的模糊控制模塊的輸入、輸出都對應于組態軟件實時數據庫中的數據標簽，具有很強的實際應用能力?；究刂颇K可以根據點名到實時數據庫中取點，運算結果又可以寫回到實時數據庫，由巡檢任務自動輸入和輸出。

參 考 文 獻

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